Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосевной обработки семян злаковых луговых трав

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к повышению всхожести семян растений в растениеводстве и использования в получении пророщенных семян и микрозелени на основе злаковых луговых культур.

Известны способы использования крезацина для повышения всхожести семян сельскохозяйственных культур в сочетании с другими веществами, повышающими всхожесть семян (патенты: № 2454057, опубликован 11.03.20011, 2576534, опубликован 10.07.2014, 2583091 опубликован 10.05.2016, МПК А01С1/06)

Однако все указанные технические решения достаточно сложные, поскольку требуют дополнительного введения стимулирующих веществ.

Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве стимулятора для получения микрозелени индау посевного, используют водный золь нанокремнезема (Зеленков В.Н., Иванова М.И., Потапов В.В., Литнецкий А.В. «Гидротермальный нанокремнезем в технологии выращивания микрозелени индау посевного «Сборник научных трудов «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты». Выпуск 25. – М.: РАЕН, 2017. - с.56-63).

В известном способе-прототипе водный золь нанокремнезема разных концентраций используют как дозированную подкормку в семенные лунки растений, начиная от посева семян, внося ее при поливе через день. Это ограничивает использование данного стимулятора роста растений и усложняет технологию.

Технический результат - расширение возможностей использования водных золей нанокремнезема, гидротермального (природного) происхождения, и определенных его концентраций для повышения всхожести семян злаковых луговых культур, стимуляции их роста и продуктивности, с реализацией технологий получения проросших семян, использования их для получения микрозелени, или в качестве предпосевной обработки в полевом кормопроизводстве, а также для использования в селекции для получения новых высокопродуктивных сортов, отзывчивых на наноразмерный кремнезем природного гидротермального происхождения.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что для обработки злаковых луговых культур, повышения их всхожести, роста на стадии проращивания семян в отличие от прототипа, семена перед посевом предварительно замачивают на 120 минут в водном золе гидротермального нанокремнезема полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм и концентраций рабочих растворов в диапазоне 0,050–0,0005%.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный золь гидротермального нанокремнезема (ГНК) получен ультрафильтрационным, мембранным концентрированием наночастиц SiO_2, после поликонденсации молекул ортокремневой кислоты в гидротермальном растворе Мутновского месторождения Камчатки (производство ООО «Наносилика»). Используемый в испытаниях исходный золь нанокремнезема характеризовался начальной концентрацией по кремнезему 2,5 %, полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием частиц размером 10-20 нм. Для обработки семян золь ГНК разводили дистиллированной водой до рабочих концентраций от 0,05 до 0,0005% по кремнезему. Гидротермальный нанокремнезем обладает высокой биохимической активностью, высокой скоростью проникновения в семена растений, высокой сорбционную емкостью за счет размеров частиц кремнезема и их площади поверхности до 500 см²/г. В приготовленном рабочем растворе гидротермального кремнезема отсутствуют токсические вещества, что придает предлагаемому решению более высокую экологичность и биодоступность для семян, в частности, к эндосперму и позволяет интенсифицировать процесс проращивания семян в темноте для решения различных биотехнологических и селекционных задач. При такой обработке семена злаковых трав быстрее приживаются при подсеве на сенокосах и пастбищах, обладая высокой конкурентоспособностью в фитоценозе за счет более высокого уровня роста и развития.

Реализация способа приведена в нижеприведенных примерах.

Пример 1. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,05% исходный золь нанокремнезема концентрации 2,5 %, вводили из расчета 10 мл ГНК в 490 мл дистиллированной воды и перемешивали при комнатной температуре.

Семена злаковых видов луговых растений: овсяница (сорта Аллегро и Кварта) и полевица, сорт ВИК обрабатывали полученным рабочим раствором, выдерживая их в растворе в течение 120 минут. В качестве контроля проводили обработку семян дистиллированной водой, выдерживая их в ней в течение 120 минут. Далее размещали семена растений по 1,5 г на блоки минеральной ваты размерами 25х18 (450 см² ). Для каждого варианта обработки семян водными золями ГНК проводили 3 повторности для каждой концентрации ГНК. Проверку всхожести семян проводили на 7-е сутки проращивания в темноте в термостате при комнатной температуре (22⁰ С). На 3-и сутки термостатирования семян определяли энергию их прорастания. Термостатирование семян растений в процессе проращивания проводили при поддержании увлажнения минеральной ваты дистиллированной водой.

Пример 2. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,01% использовали 100 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,05% (см.пример 1), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы проводили аналогично приведенной схеме в примере 1.

Пример 3. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,005% использовали 250 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,01% (см.пример 2), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы проводили аналогично приведенной схеме в примерах 1 и 2.

Пример 4. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,001% использовали 100 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,005% (см.пример 3), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы проводили аналогично приведенной схеме в примерах 1,2,3.

Пример 5. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,0005% использовали 250 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,001% (см.пример 4), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы проводили аналогично приведенной схеме в примере 1,2,3,4.

Проращивание семян злаковых культур осуществляли в темноте в соответствии с ГОСТ 12038-84 («Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести». - М. Стандартинформ, 2011).

Таблица 1 Влияние водных золей ГНК на энергию прорастания семян (в %, 3-и сутки после посева) и всхожесть семян злаковых луговых трав (в % на 7-е сутки после посева)

Таблица 2. Влияние водных золей ГНК на рост проростков при проращивании в темноте семян злаковых видов луговых трав на 7-е сутки от посева

Как видно из таблиц 1 и 2 применение наноразмерного кремнезема благотворно сказывается на этапе проращивания семян злаковых луговых трав независимо от их вида и сорта.

Применение ГНК при предпосевной обработке семян повышает всхожесть для всех исследованных сортов овсяницы (табл.1) от 78 % до 82 % (сорт Аллегро), от 76 % до 79 % (сорт Кварта) и от 82 % до 85 % для полевицы (сорт ВИК).

Наибольший эффект воздействия наночастиц кремнезема гидротермального происхождения, проявился при проращивании семян злаковых трав по показателям высоты ростков на 7-й день проращивания что соответствовало максимальному показателю увеличение высоты растений до 3,0.% для овсяницы сорта Аллегро, до 6,8 % для сорта Кварта и до 22,2 % для полевицы сорта ВИК.

Полученные данные позволяют заключить, что нанокремнезем гидротермального происхождения является стимулятором развития растений злаковых трав на стадии проращивания семян при гетеротрофном питании и может найти применение для снижения трудоемкости и затрат на предпосевную обработку семян, повышения эффективности и расширения области применения в технологии получения микрозелени овсяницы, полевицы, для использования в селекции и в полевом (луговом) агропроизводстве.